CTM 02 - Estrutura dos Materiais - Resumo

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Resumo sobre Estrutura dos Materiais: Arranjos Atômicos e Iônicos A estrutura dos materiais é um aspecto fundamental na ciência dos materiais, e os arranjos atômicos ou iônicos desempenham um papel crucial na determinação das propriedades físicas e químicas dos mesmos. Existem três tipos principais de arranjos atômicos: sem ordem , ordem de curto alcance e ordem de longo alcance . Os gases inertes monoatômicos, como o argônio, exemplificam a ausência de um arranjo ordenado, onde os átomos ocupam aleatoriamente o espaço disponível. Em contraste, materiais como vapor d'água e vidro de silicato apresentam uma ordem de curto alcance, onde a disposição dos átomos é organizada apenas em relação aos vizinhos mais próximos, mas não se estende a distâncias maiores. Por outro lado, materiais como metais, ligas metálicas e cerâmicas possuem uma estrutura cristalina que se estende por longas distâncias, formando uma grade regular e tridimensional. Os materiais cristalinos são definidos pela presença de uma rede atômica ordenada, onde os átomos ou íons estão dispostos em ligações iônicas, covalentes ou metálicas. Essa rede é composta por pontos de rede que se organizam de maneira periódica, e a menor unidade que mantém as características da estrutura cristalina é chamada de célula unitária. Existem sete sistemas cristalinos que preenchem o espaço tridimensional: cúbico, tetragonal, ortorrômbico, romboédrico, hexagonal, monoclínico e triclínico. Cada sistema possui características específicas que influenciam as propriedades dos materiais. A contagem dos átomos por célula unitária e a determinação dos parâmetros de rede são essenciais para entender a estrutura e o comportamento dos materiais. Os materiais amorfos, por outro lado, são aqueles que apresentam apenas uma ordem de curto alcance, como os vidros. A formação de materiais amorfos ocorre quando a cinética do processo de fabricação não permite a organização dos átomos em arranjos periódicos. Em comparação, os materiais metálicos tendem a formar estruturas cristalinas com mais facilidade. A formação de vidros metálicos, por exemplo, requer um resfriamento rápido, superior a 10^6 °C/s, para evitar a cristalização. Além disso, a estrutura cristalina dos metais é caracterizada por ligações metálicas, que são não direcionais, permitindo uma alta densidade de empacotamento e um número elevado de vizinhos próximos. Destaques Existem três tipos de arranjos atômicos: sem ordem, ordem de curto alcance e ordem de longo alcance. Materiais cristalinos possuem uma rede atômica ordenada, enquanto materiais amorfos têm apenas uma ordem de curto alcance. A célula unitária é a menor unidade que mantém as características da estrutura cristalina, e existem sete sistemas cristalinos. A formação de materiais amorfos ocorre quando a cinética do processo de fabricação não permite a organização dos átomos. A estrutura cristalina dos metais é caracterizada por ligações metálicas não direcionais, permitindo alta densidade de empacotamento.